復(fù)合材料期末復(fù)習(xí)資料(已修改)
2025-05-31 10:08 本頁面
【正文】 第二章 復(fù)合材料的基體材料 ? 復(fù)合材料原材料包括基體材料和增強(qiáng)體材料 ? 基體作用：固結(jié) 、 保護(hù)增強(qiáng)體 ， 傳遞 、 承受荷載 （ 力 、 熱 、 電等 ） ； ? 基體類型：塑料 （ 熱固性 、 熱塑性 ） 、 金屬 、無機(jī)非金屬 （ 陶瓷 、 C、 水泥等 ） 2． 1 金屬材料 ? 用于 MMC的主要品種：鋁及鋁合金 、鎂合金 、 鈦合金 、 鎳合金 、 銅與銅合金 、鉛 、 鈦鋁 、 鎳鋁金屬間化合物 。 ? 合理選擇品種的重要性：正確選擇基體對能否充分組合和發(fā)揮基體金屬和增強(qiáng)物的性能特點 ， 獲得預(yù)期的優(yōu)異綜合性能十分重要 。 選擇基體的基本原則 總原則：充分發(fā)揮基體和增強(qiáng)體性能特點 ， 獲得預(yù)期的優(yōu)異綜合性能 ， 滿足材料的使用要求 。 在選擇基體金屬時應(yīng)考慮因素： ? MMC的使用要求 ? MMC的組成特點 ? 基體金屬與增強(qiáng)物的相容性 1） MMC的使用要求 不同應(yīng)用領(lǐng)域 、 不同工況條件對復(fù)合材料構(gòu)件的性能要求有很大差異 。 ① 航天 、 航空領(lǐng)域： 高比強(qiáng)度 、 比模量 +尺寸穩(wěn)定性 。 如飛行器 、 衛(wèi)星構(gòu)件 ， 宜選用密度較小的輕金屬合金 — 鎂合金和鋁合金 ， 與高強(qiáng)度 、高模量纖維 — C和 B， 如 C/Mg、 C/Al、 B/Al。 ② 高性能發(fā)動機(jī)： 高比強(qiáng)度 、 比模量 +耐高溫 。如噴氣發(fā)動機(jī)葉片 、 轉(zhuǎn)軸 ， 選擇鈦基合金 、 鎳基合金及金屬間化合物 。 如 SiC/Ti、 W/Ni。 ③ 汽車發(fā)動機(jī)： 耐熱 +耐磨 、 導(dǎo)熱 ， 及 低成本 ， 如活塞 、 缸套 ， 選擇 C/Al、 Al2O3/Al、 SiC/Al。 ④ 電子領(lǐng)域： 高導(dǎo)熱 +低膨脹 ， 如電子封裝材料 ，選擇高導(dǎo)熱的銀 、 銅 、 鋁等與高導(dǎo)熱 、 低膨脹的石墨纖維 、 金剛石 、 碳化硅顆粒復(fù)合 。 2） 金屬基復(fù)合材料的組成特點 ? 連續(xù)纖維增強(qiáng) CRMMC：基體的主要作用是以充分發(fā)揮增強(qiáng)材料性能為主，基體本身應(yīng)與纖維有良好的相容性和塑性。 如： Cf/Al中，純鋁或含有少量合金元素的鋁合金作為基體比高強(qiáng)度鋁合金好得多。且鋁合金強(qiáng)度越高，其 MMC的性能越低。 ? 非連續(xù)增強(qiáng) DRMMC：基體是主要承載物，基體強(qiáng)度對 MMC具有決定性的影響。因此需選用高性能金屬基體。 不同基體鋁基復(fù)合材料性能比較 SiCp/Al增強(qiáng)體臨界體積分?jǐn)?shù)與基體強(qiáng)度之間關(guān)系 20%SiC/Al的性能和增強(qiáng)率 3）基體金屬與增強(qiáng)物的相容性 基體與纖維的相容性 ：良好的浸潤性 、 穩(wěn)定的界面 。 例： ① Cf/Al， 在純鋁中加
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